Java中调用C++的方法

Java和C++具有不同的编程范式和语法，但两种语言都具有其各自的强项。在Java中，我们可以轻松地创建具有跨平台支持和易于使用的GUI界面，但是在一些性能敏感的任务上，C++则具有很明显的优势。此时，可以通过Java调用C++的方法来解决该问题。下面我们将从不同方面对Java中调用C++方法进行详细说明。

一. C++的代码调用

如果我们想要从Java中调用C++方法，首先需要完成的工作是将C++代码转换为可执行二进制文件或动态链接库（DLL）。

C++代码示例：

#include 

using namespace std;

extern "C" {

    int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }

}

int main() {
    int a = 5, b = 3;
    cout << add(a, b) << endl;
    return 0;
}

在C++代码中，我们必须使用 “extern” 关键字指定导出函数的名称和参数。 在这个例子中，我们导出了一个名为 “add” 的函数。

为了编译C++代码，我们需要使用以下命令：

g++ –std=c++11 –shared –fPIC add.cpp –o libadd.so

在编译过程中，我们使用了“-shared”和“-fPIC”选项，从而使编译器生成动态链接库“libadd.so”文件。此外，我们还需要使用“-std=c++11”指定C++版本。

在Java中我们使用以下代码调用C++代码：

public class CallCpp {

    static {
        System.loadLibrary("add");
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a = 5, b = 3;
        int result = add(a, b);
        System.out.println(result);
    }

    public static native int add(int a, int b);
}

在Java中，我们需要使用“System.loadLibrary()”方法来加载C++生成的动态链接库，并且需要添加“native”关键字指定调用的方法是一个本地方法。以上示例中，我们已经成功的从Java中调用了C++代码。

二. 使用JNI调用C++

在上一篇中，我们已经演示了通过外部函数用Java直接调用C++方法的方法。事实上，Java也提供了JNI接口来使Java代码与C++代码进行交互，使用JNI，Java代码可以直接调用C++中的函数。

首先，我们需要生成一个名为“add”和两个参数作为整数的C++函数，如前一示例中的“add”函数一样。 然后，我们可以在Java中使用JNI调用C++方法。

C++代码：

#include 
#include 

using namespace std;

extern "C" {

    JNIEXPORT jint JNICALL Java_CallCpp_add(JNIEnv *env, jobject jobj, jint a, jint b) {
        int result = a + b;
        return result;
    }

}

int main() {
    return 0;
}

在这个代码中，我们通过JNI定义了一个名为“Java_CallCpp_add”的函数作为Java代码与C++代码之间的桥梁。代码中的“env”变量指向当前虚拟机实例，而“jobj”变量指向调用方法的对象。除此之外，其他参数与我们在上面示例中一样。 使用JNI，我们可以动态地加载C++库，并在Java程序中定义C++函数。

下面是一个Java示例:

public class CallCpp {

    static {
        System.loadLibrary("add");
    }

    public static void main(String[] args) {
        int a = 5, b = 3;
        int result = add(a, b);
        System.out.println(result);
    }

    public static native int add(int a, int b);

}

在这个Java代码中，我们使用“native”关键字来定义一个Java方法（上面已经描述过这个概念），该方法将调用C++方法。 接下来，我们可以编译并运行Java代码以查看结果。

三、使用JNA调用C++函数

JNA是Java的一种框架，它允许Java应用程序动态的从预编译共享库中调用C函数。

下面是一个直接使用JNA调用C++方法的Java示例：

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;
import com.sun.jna.Platform;

public class CallCpp {

    public interface AddLibrary extends Library {
        AddLibrary INSTANCE = (AddLibrary) Native.load((Platform.isWindows() ? "add" : "libadd"), AddLibrary.class);

        int add(int a, int b);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int result = AddLibrary.INSTANCE.add(5, 3);
        System.out.println(result);
    }

}

JNA摒弃使用JNI的方式，而是直接使用Java接口来调用C/C++函数。 我们创建了一个Java接口，并使用“Native.load()”方法动态加载C/C++的共享库。 在上面的代码中，我们已经成功的从Java中调用了C++代码。

四、C++中调用Java方法

在上面的示例中，我们演示了如何从Java中调用C++方法，现在我们来看一下如何在C++中调用Java方法。

首先，我们需要使用Java Native Interface（JNI）来实现从C++中调用Java方法。 下面是一个演示示例：

C++代码：

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main() {

    JavaVM *jvm;
    JNIEnv *env;

    JavaVMInitArgs vm_args;
    JavaVMOption options[1];

    options[0].optionString = "-Djava.class.path=."; // 设置类路径，需要根据实际情况更改
    vm_args.version = JNI_VERSION_1_6;
    vm_args.nOptions = 1;
    vm_args.options = options;
    vm_args.ignoreUnrecognized = false;

    jint rc = JNI_CreateJavaVM(&jvm, (void **) &env, &vm_args);
    if (rc != JNI_OK) {
        cerr << "Failed to create JVM" <FindClass("CallJava");
    if (jcls == nullptr) {
        cerr << "Failed to find CallJava class" <GetStaticMethodID(jcls, "print", "()V");
    if (mid == nullptr) {
        cerr << "Failed to find static method print" <CallStaticVoidMethod(jcls, mid);

    jvm->DestroyJavaVM();
    return 0;
}

在这个示例代码的使用中，我们将使用JNI创建一个JVM并加载Java类“CallJava”，该类具有一个静态方法“print()”。 在C++代码中，我们可以使用JNI查找Java类，然后检索静态方法ID并调用静态Java方法。

下面是Java代码示例：

public class CallJava {

    public static void print() {
        System.out.println("Hello from Java!");
    }

    public static void main(String[] args) {
        // do nothing
    }

}

这个Java程序中，我们仅仅提供了一个“print()”静态方法，其中打印了一条简单的消息。 使用C++调用Java方法时，我们传递了一个名为“CallJava”的Java类的名称，因此需要确保Java类文件可用。

五、结论

Java和C++作为不同的编程语言，在不同的使用场景下都有各自的优势。通过调用C++方法，可以为Java应用程序提供更高的性能和更好的可扩展性。在本文中，我们介绍了Java如何调用C++函数以及C++如何调用Java方法的方法，并演示了每个简单的示例。通过这些方法，您可以更好地实现Java和C++之间的交互并提升应用程序的整体性能。